電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李彎彎）近年來，液冷技術正以驚人的速度突破傳統(tǒng)應用邊界。液冷技術已不僅局限于GPU服務器，近期博通已將液冷引入交換機設備，說明網(wǎng)絡設備的功耗亦趨近液冷閾值；AMD發(fā)布MI350系列新品，明確強調(diào)MI355X采用液冷平臺；臺系散熱龍頭如奇宏、雙鴻等均明確指出，未來兩年水冷占比將快速上升，當前液冷產(chǎn)業(yè)破圈已從概念走向?qū)嵸|(zhì)。

隨著算力密度的不斷提升，數(shù)據(jù)中心及算力設備的散熱問題日益突出。液冷技術作為解決高密散熱的核心方案，市場需求呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。行業(yè)人士指出，全球高性能算力芯片的加速出貨將推動液冷滲透率快速提升，產(chǎn)業(yè)鏈將迎來訂單爆發(fā)與業(yè)績高速增長的雙重紅利期。

技術路線和液冷系統(tǒng)各組件協(xié)同優(yōu)化

液冷技術的核心在于通過液體介質(zhì)實現(xiàn)高效熱交換，根據(jù)液體與熱源接觸方式的不同，行業(yè)已形成冷板式、浸沒式、噴淋式三大技術路線，各自在散熱效率、系統(tǒng)復雜度、商用成熟度等維度形成差異化優(yōu)勢。

作為當前市場占有率超70%的主流方案，冷板式液冷通過銅、鋁等高導熱金屬制成的冷板間接接觸CPU、GPU等核心部件，冷卻液在封閉管道中循環(huán)吸熱。這種設計既保持了服務器原有架構(gòu)的穩(wěn)定性，又實現(xiàn)了散熱效率的質(zhì)的飛躍——其散熱能力是傳統(tǒng)風冷的1000-3000倍，可將PUE值降至1.1以下，空調(diào)能耗降低80%。浪潮信息與京東云聯(lián)合開發(fā)的天樞液冷整機柜服務器，通過冷板式技術實現(xiàn)散熱效率提升50%、能耗降低40%的突破，已在京東云數(shù)據(jù)中心規(guī)?；渴稹?br />
該技術的核心優(yōu)勢在于產(chǎn)業(yè)鏈高度成熟：服務器主板無需改造即可支持液冷模塊升級，硬盤、光模塊等部件可繼續(xù)使用風冷方案，這種"混合部署"模式大幅降低了客戶的轉(zhuǎn)型成本。中科曙光憑借2011年即啟動的液冷研發(fā)積累，已部署超5萬臺冷板式服務器，其技術方案可支撐100PFlops級超算算力，在科研領域市占率突破60%。

當單機柜功率密度突破60kW時，浸沒式液冷展現(xiàn)出無可替代的優(yōu)勢。該技術將服務器整機直接浸沒在絕緣冷卻液中，通過液體沸騰或?qū)α鲹Q熱帶走熱量。根據(jù)冷卻液相變特性，又細分為單相浸沒式和雙相浸沒式：前者冷卻液保持液態(tài)循環(huán)，適用于25-50kW功率場景；后者通過液氣相變實現(xiàn)30%的散熱效率提升，可支持單機柜超100kW的極端算力需求。

芬蘭LUMI超算中心采用雙相浸沒式技術后，PUE值低至1.05，較傳統(tǒng)風冷降低40%；阿里云“麒麟”集群通過該技術實現(xiàn)噪音控制在45dB以下，支持高密度AI訓練任務穩(wěn)定運行。但技術突破的代價是系統(tǒng)復雜度飆升：定制化密封機箱成本高昂，氟化液價格是水的100倍以上，且維護需要專業(yè)團隊操作。這些因素導致浸沒式方案目前主要應用于超算中心、AI大模型訓練等高端場景。

作為新興技術路線，噴淋式液冷通過特制噴頭將冷卻液精準噴灑至芯片表面，吸熱后回流循環(huán)。微軟在Azure服務器中的試驗數(shù)據(jù)顯示，該技術液體用量較浸沒式減少50%，支持模塊化部署，但噴嘴堵塞風險與液體分布均勻性難題，使其商業(yè)化進程相對緩慢。廣東合一新材料研究院開發(fā)的芯片級噴淋技術，通過自主知識產(chǎn)權(quán)的流道設計，將數(shù)據(jù)中心PUE值控制在1.1以下，連續(xù)四年入選工信部綠色節(jié)能目錄，為邊緣計算等場景提供了新的散熱選擇。

液冷技術的突破不僅體現(xiàn)在散熱方式革新，更在于構(gòu)建了從芯片到數(shù)據(jù)中心的完整技術體系。這個四級架構(gòu)通過組件協(xié)同優(yōu)化，實現(xiàn)了散熱效率與系統(tǒng)可靠性的雙重提升。

在芯片級，微結(jié)構(gòu)冷板采用0.1-1mm的微通道設計，使換熱面積增加30%，配合垂直供電技術將電源模塊集成至冷板，成功降低CPU核溫5-10℃。服務器級創(chuàng)新則聚焦于連接可靠性：快接接頭（UQD）支持10萬次熱插拔維護，分液器將冷卻液流量精度控制在±1%以內(nèi)，避免局部過熱風險。

機柜級的核心是冷量分配單元（CDU），這個被喻為系統(tǒng)"心臟"的裝置，通過板式換熱器實現(xiàn)一次側(cè)（外部冷源）與二次側(cè)（服務器側(cè)）的熱量交換，熱交換效率突破95%。曙光數(shù)創(chuàng)的分布式CDU方案，將單個設備服務能力從300kW提升至800kW，支持超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心部署。

數(shù)據(jù)中心級創(chuàng)新則著眼于能源綜合利用：微軟北歐數(shù)據(jù)中心利用自然冷卻技術，將PUE值全年維持在1.1以下；阿里云張北數(shù)據(jù)中心通過余熱回收系統(tǒng)，將服務器廢熱用于城市供暖，能源利用率提升90%以上。這些技術突破使數(shù)據(jù)中心從能耗大戶轉(zhuǎn)變?yōu)槌鞘心茉淳W(wǎng)絡的重要節(jié)點。

材料創(chuàng)新、智能控制和產(chǎn)業(yè)格局

液冷系統(tǒng)的性能突破，離不開材料科學與智能控制技術的協(xié)同創(chuàng)新。在材料領域，冷卻液與導熱材料的革新正在重塑行業(yè)格局。冷板式系統(tǒng)廣泛使用的乙二醇水溶液雖成本低廉，但腐蝕性問題迫使廠商添加昂貴防腐劑；去離子水導熱性能優(yōu)異，卻易滋生細菌導致管道堵塞。行業(yè)正在探索高沸點（>150℃）、低粘度、可生物降解的新型工質(zhì)，預計可將冷卻液成本降低30%以上。

導熱材料創(chuàng)新同樣關鍵。英維克開發(fā)的液態(tài)金屬熱界面材料（TIM），導熱系數(shù)突破15W/m·K，較傳統(tǒng)硅脂材料提升5倍；中科曙光采用的石墨烯涂層技術，使芯片與冷板間的熱阻降低40%。在密封材料方面，耐氟化液腐蝕的陶瓷密封圈已實現(xiàn)10年無泄漏承諾，為浸沒式液冷的大規(guī)模應用掃清障礙。

智能控制系統(tǒng)的引入，則讓液冷系統(tǒng)具備了"思考"能力。英偉達GB300液冷方案通過動態(tài)流量控制技術，根據(jù)芯片負載實時調(diào)節(jié)冷卻液流量，在訓練時延壓縮16%的同時實現(xiàn)20%節(jié)能；曙光數(shù)創(chuàng)的預測性維護系統(tǒng)，通過2000+個傳感器實時監(jiān)測溫度、流量、壓力等參數(shù)，AI算法可提前72小時預測故障概率，使數(shù)據(jù)中心運維人員減少60%。

在這場散熱革命中，中國廠商已建立起全球領先優(yōu)勢。冷板式領域，浪潮信息建成亞洲最大液冷研發(fā)基地，年產(chǎn)能超10萬臺，其全棧液冷產(chǎn)品覆蓋四大服務器系列，支持數(shù)據(jù)中心全生命周期解決方案；中科曙光液冷服務器部署量突破5萬臺，與中科院聯(lián)合研發(fā)的技術方案在超算領域市占率超60%。

浸沒式賽道呈現(xiàn)多元化競爭格局：曙光數(shù)創(chuàng)作為中科曙光子公司，專注數(shù)據(jù)中心高效冷卻，浸沒式產(chǎn)品貢獻近八成收入；高瀾股份通過子公司高瀾創(chuàng)新科技，開發(fā)出融合字節(jié)跳動先進技術的浸沒式解決方案，毛利率達45%；浙江巨冷科技依托巨化集團產(chǎn)業(yè)資源，在冷卻液配方、專用服務器設計等方面形成完整技術體系，已實現(xiàn)規(guī)?；虡I(yè)落地。

噴淋式領域，中國長城推出國內(nèi)首臺國產(chǎn)化噴淋式液冷服務器，填補技術空白；廣東合一新材料研究院的芯片級噴淋技術，通過自主流道設計將PUE值控制在1.1以下，為邊緣計算場景提供新選擇。這些創(chuàng)新成果標志著中國廠商在液冷技術全賽道實現(xiàn)突破。

寫在最后

當全球數(shù)據(jù)中心年耗電量突破3000億度時，液冷技術的普及正在重塑行業(yè)生態(tài)。隨著海外廠商GPU方案對液冷需求的持續(xù)提升，冷板式液冷市場將保持30%以上的年復合增長率，浸沒式與噴淋式技術也將在特定場景實現(xiàn)爆發(fā)式增長。這場由散熱革命引發(fā)的產(chǎn)業(yè)變革，不僅將推動數(shù)據(jù)中心PUE值向1.0極限逼近，更將催生萬億級的綠色算力經(jīng)濟。